Materiały pomocnicze do nauki przedmiotu „Materiały budowlane” na kierunku
„Budownictwo” na Wydziale Inżynierii WAT.
Na prawach rękopisu. Prawa autorskie zastrzeżone. Wyrażam zgodę na
kserowanie wyłącznie na potrzeby studentów Wydziału Inżynierii WAT.
mgr inż. Tadeusz Błażejewicz Wydanie

2010r.

KRUSZYWA DO BETONU

1. DEFINICJE.

Kruszywo jest to ziarnisty materiał stosowany w budownictwie.

Kruszywo może być naturalne, sztuczne lub z recyklingu. Kruszywo naturalne
jest kruszywem pochodzenia mineralnego, które poza obróbką mechaniczną
(kruszenie, przesiewanie, płukanie) nie zostało poddane innej obróbce.
Zaliczamy do niego piasek, żwir, pospółkę, mieszanki żwirowo-piaskowe,
grysy, miał, kliniec, tłuczeń, mieszanki kruszyw łamanych. Kruszywa sztuczne
są otrzymywane w wyniku procesu przemysłowego obejmującego obróbkę
termiczną (kruszywa wypalane z glin pęczniejących, np.: keramzyt; kruszywa z
odpadów przemysłowych, np.: Pollytag ze spiekanych popiołów lotnych,
hałdowane żużle paleniskowe; kruszywa drogowe z odpadów stalowniczych).
Kruszywa z recyklingu powstają w wyniku przeróbki nieorganicznego materiału
zastosowanego uprzednio w budownictwie (np.: grys betonowy).

Ze względu na sposób przekruszenia oraz skład mineralogiczny kruszywa

naturalne dzieli się na:
- kruszywa niekruszone, uformowane siłami przyrody, o zaokrąglonych

ziarnach i gładkiej powierzchni ziaren, niejednorodne mineralogicznie
(piasek, żwir, mieszanka żwirowo-piaskowa, pospółka);

- kruszywa kruszone, niejednorodne mineralogicznie, o powierzchni

przekruszonej szorstkiej i niekruszonej gładkiej (piasek kruszony i żwir z
otoczaków);

- kruszywa łamane, jednorodne mineralogicznie (z jednej skały), o kanciastych

ziarnach i szorstkiej powierzchni przełomu (miał, kliniec, tłuczeń, piasek
łamany, grysy, mieszanki kruszywa łamanego).

Kruszywa łamane dzielą się na zwykłe (1 raz przekruszone) i

granulowane (po 2

÷ 3 krotnym przejściu przez kruszarki). Do kruszyw

zwykłych zalicza się: miał (0

÷ 4 mm), kliniec (4 ÷ 31,5 mm), tłuczeń (31,5 ÷ 63

mm) i niesort (0

÷ 63 mm). Kruszywa te ze względu na dużą ilość ziaren

nieforemnych nie powinny być stosowane do betonów. Są one wykorzystywane
jako materiał na podbudowy dróg i torowisk. Do kruszyw granulowanych
zalicza się piasek łamany (0

÷ 2 mm), grys (2 ÷ 63 mm; może być rozsiany na

poszczególne frakcje lub grupy frakcji) i mieszankę kruszywa łamanego. W
grupie kruszyw naturalnych niekruszonych wyróżnia się następujące
asortymenty handlowe:
- piasek (uziarnienie 0

÷ 2 mm);

- żwir (zakres uziarnienia 2

÷ 63 mm, może być do 4, do 8, do 16 lub do 32

mm);

- pospółkę (0

÷ 63 mm, uziarnienie nienormowane, na ogół silnie

zapiaszczone);

- mieszankę żwirowo-piaskową (o zawartości piasku około 33% i uziarnieniu

odpowiednim do betonu, górny zakres uziarnienia może być do 8, do 16 lub
do 32 mm);

- otoczaki (63

÷ 250 mm, rzadko stosowane do betonu, głównie w masywnych

budowlach hydrotechnicznych).

Ogólnie kruszywa można podzielić na drobne (0

÷ 4 mm), grube (4 ÷ 63

mm) i bardzo grube (63

÷ 250 mm). Kruszywo o uziarnieniu poniżej 0,063 mm,

stosowane jako osobny materiał, nosi nazwę kruszywa wypełniającego. Ta sama
frakcja kruszywa obecna w grubszym kruszywie nosi nazwę pył. Ilość
kruszywa, która przeszła przez sito normowe o większych oczkach (o wymiarze
D) i zatrzymała na kolejnym najbliższym sicie normowym o mniejszych
oczkach (o wymiarze d) nosi nazwę frakcji. Kruszywo, które zawiera wszystkie
kolejne frakcje nazywa się kruszywem o uziarnieniu ciągłym. Kruszywo, w
którym brakuje frakcji środkowych jest kruszywem o uziarnieniu nieciągłym
(np.: co druga frakcja). Kruszywo rozsiane na frakcje nosi nazwę
frakcjonowanego. Stosunek wymiarów sit d/D nosi nazwę wymiaru kruszywa.
Kruszywa pochodzenia rzecznego powstały wskutek rozdrobnienia skał przez
płynące wody, a polodowcowe wskutek rozcierania skał pod dnem lodowca.


2. NORMALIZACJA KRUSZYW.

Od 1.07.2004 r. została przeniesiona do zbioru norm archiwalnych

dotychczasowa norma PN-86/B-06712 „Kruszywa mineralne do betonu” oraz
związane z nią normy na badania kruszyw. Norma ta została zastąpiona normą
zharmonizowaną PN-EN 12620 : 2004 „Kruszywa do betonu”. Norma obejmuje
kruszywa o gęstości powyżej 2000 kg/m

3

, naturalne, sztuczne i z recyklingu,

przeznaczone do wykonywania betonów. Dla innych zastosowań kruszyw ich
właściwości zostały ujęte w następujących normach:
- PN-EN 13139 : 2003 „Kruszywa do zaprawy”;
- PN-EN 13055-1 : 2003 „Kruszywa lekkie do betonu, zaprawy i rzadkiej

zaprawy”;

- PN-EN 13043 : 2004 „Kruszywa do mieszanek bitumicznych i powierzch-

niowych utrwaleń stosowanych na drogach, lotniskach i innych
powierzchniach przeznaczonych do ruchu”;

- PN-EN 13450 „Kruszywa na podbudowy dróg”.

Norma PN-EN 12620 : 2004 podaje następujący podział kruszyw pod

względem uziarnienia:
- kruszywo grube (D/d co najmniej 4/2 lub więcej);
- kruszywo drobne (D = 4 mm lub mniej);
- kruszywo naturalne 0/8 (niekruszone, o D = 8 mm lub mniej, przeznaczone

do betonów klas do C12/15);

- kruszywo o ciągłym uziarnieniu (D

≤ 45 mm, d = 0).

Norma nie rozróżnia, czy w/w 4 rodzaje kruszyw są łamane, czy

niekruszone (nazwa kruszywo grube może oznaczać zarówno żwir, jak i grys).
W normie PN-EN 12620 nie występują tradycyjne polskie nazwy asortymentów
kruszyw do betonu, takie jak piasek, żwir, grys, mieszanka żwirowo-piaskowa
lub mieszanka kruszyw łamanych. Dlatego też, dla sprecyzowania nazwy
kruszywa w zamówieniach, projektach betonu itp. należy oprócz nazwy wg PN-
EN 12620 podawać dotychczasową, tradycyjną nazwę określającą pochodzenie i
skład petrograficzny kruszywa, np.:
- kruszywo grube wg PN-EN 12620 – żwir do16 mm;
- kruszywo grube wg PN-EN 12620 – grys granitowy 8/16;
- kruszywo o ciągłym uziarnieniu wg PN-EN 12620 – mieszanka żwirowo-

piaskowa do 16 mm.

Przy podawaniu nazw tradycyjnych należy stosować nazewnictwo

używane przez producentów kruszyw i podawać nazwy kruszywa z kart
technicznych katalogu producenta. Podział na typy kruszyw (asortymenty
handlowe), wraz z określeniem poziomu wymagań dla poszczególnych
typowych zastosowań kruszyw oraz podaniem ich nazw powinien być w
przyszłości znormowany w postaci wydania normy krajowej, stanowiącej
niesprzeczne z PN-EN 12620 uzupełnienie do tej normy. Norma PN-EN 12620
nie zawiera zaleceń, w jaki sposób i gdzie może być zastosowany dany rodzaj
kruszywa; wiedzę taką powinien posiadać konstruktor lub technolog betonu. W
normie PN-EN 12620 nie ma kryteriów dla poszczególnych cech kruszywa (jak

w poprzedniej normie PN-86/B-06712), lecz kategorie, określające różne
poziomy wymagań dla danej cechy, od wymagań najbardziej ostrych do
najbardziej liberalnych (najbardziej liberalna kategoria NR – brak wymagania).
Nakłada to obowiązek sprecyzowania w specyfikacji technicznej na zamawiane
kruszywo żądanej kategorii dla wszystkich istotnych dla danego zastosowania
właściwości kruszywa.

3. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW.

Piasek jest tym lepszy (daje wyższe wytrzymałości), im więcej zawiera

ziaren kwarcu (barwy jasnobeżowej, nie kolorowe). Piaski rzeczne mają ziarna
okrągłe i są mniej wodożądne niż piaski kopalniane i łamane (o
ostrokrawędzistych ziarnach). Do betonów i zapraw o dużej wytrzymałości (np.:
na podkłady pod posadzki) lepszy jest piasek gruby, o uziarnieniu do 2 mm, a do
zapraw tynkarskich piasek drobny – do 1 mm. Właściwości kruszyw zależą od
składu mineralogicznego, a więc od miejsca wydobycia. Kruszywa naturalne nie
łamane (żwir, pospółka, mieszanka, grys z otoczaków) mają zróżnicowany skład
mineralogiczny i mogą zawierać ziarna kruszywa złej jakości. Kruszywa
rzeczne są niezapylone, mogą zawierać dużo ziaren płaskich, mają stosunkowo
wąskie zakresy uziarnienia, mogą zawierać dużo ziaren piaskowca. Kruszywa
polodowcowe mogą być zaglinione i źle rozsortowane; często zawierają dużo
ziaren ze skał magmowych (głównie granitu). Kruszywa granulowane są
jednorodne mineralogicznie, o szorstkiej, rozwiniętej powierzchni, trudniej
urabialne. Według PN-86/B-06712 kruszywa pod względem wytrzymałości
charakteryzowały się marką (marka kruszywa była równa wytrzymałości betonu
otrzymanego z danego kruszywa. Przyspieszone badanie marki kruszywa pole-
gało na badaniu wytrzymałości kruszywa na miażdżenie w cylindrze).
Występowały następujące marki kruszywa: 10, 20, 30 i 50. Kruszywa naturalne
niekruszone miały marki do 30, a granulowane powyżej 30 (wapienie) lub 50
(magmowe). Poziom wszystkich wymagań dla kruszyw (poza uziarnieniem) był
uzależniony od marki kruszywa. W normie PN-EN nie ma parametrów
wytrzymałościowych kruszyw, co wytłumaczono tym, że zazwyczaj
wytrzymałość kruszyw jest większa niż wytrzymałość betonu, stąd
wytrzymałość stwierdzona w trakcie normalnej kontroli produkcji betonu
stanowi wystarczające odzwierciedlenie wytrzymałości kruszywa. Stwierdzono
także, że w przypadku betonu o bardzo dużej wytrzymałości może wystąpić
potrzeba uwzględnienia wytrzymałości kruszywa.

4. WŁAŚCIWOŚCI KRUSZYW.

a) Uziarnienie.

Jedną z najważniejszych cech kruszywa jest uziarnienie. Uziarnienie określa
się przy użyciu zestawu sit normowych o wymiarach oczek kwadratowych:
0,063; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 31,5 i 63 mm. W zależności od
kruszywa, norma przewiduje użycie odpowiedniego zestawu sit wybranych
spośród zestawu podstawowego (1, 2, 4, 8, 16, 32 i 63 mm), ewentualnie
uzupełnionego sitami dodatkowymi z zestawu 1 (5,6; 11,2; 22,4 i 45 mm) lub
zestawu 2 (6,3; 10; 12,5; 14; 20 i 40 mm). Nie wolno stosować kombinacji
sit z zestawu 1 i 2. Jeżeli ze względu na zastosowanie betonu konieczne jest
określenie granic uziarnienia także przy użyciu sit 0,063 mm, 0,125 mm,
0,25 mm i 0,5 mm, kruszywo takie nosi nazwę kruszywa specjalnego
zastosowania (np.: dla betonów mostowych zawartość pyłów 0/0,063
powinna być mniejsza od 1%; dla betonów na posadzki przemysłowe
zawartość frakcji drobnych do 0,25 mm powinna być nie mniejsza niż 4%
masy kruszywa). Norma PN-EN wprowadza pojęcie kategorii uziarnienia G.
Kategoria uziarnienia określa, jaki procent masy (co najmniej) przechodzi
przez sito górne D oraz jaki procent masy przechodzi (co najwyżej) przez
sito dolne d, wyznaczając zakres wymiarów kruszywa.
Np.: kategoria G

C

85/20 – kruszywo grube, przez sito D powinno przejść co

najmniej 85% kruszywa, a przez sito d nie więcej niż 20% (tj. nadziarna
powinno być poniżej 15%, podziarna poniżej 20%).
Np.: kategoria G

F

85 – kruszywo drobne, nadziarna do 15%.

Np.: kategoria G

NG

90 – kruszywo naturalne 0/8, nadziarna do 10%.

Np.: kategoria G

A

90 lub G

A

85 – kruszywo o uziarnieniu ciągłym, nadziarna

do 10% lub 15%.
Producent kruszywa powinien udokumentować i na żądanie deklarować
typowe uziarnienie dla każdego wytwarzanego kruszywa. W literaturze
technicznej (np. archiwalnej normie PN-88/B-06250 „Beton zwykły”) są
podane krzywe graniczne (dolna i górna) uziarnienia zalecanego do betonu.
Kruszywo o uziarnieniu dobrym do betonu powinno zawierać najwięcej
najgrubszej frakcji kruszywa (o 10% do 30% więcej, niż frakcji bezpośrednio
drobniejszej). Drobniejsze frakcje wypełniają kolejno pustki w kruszywie
grubszym i tworzą stos okruchowy o dużej szczelności, a więc ilość zaczynu
potrzebnego do wypełnienia pustek będzie niewielka (zaczyn jest przyczyną
wad betonu: wykazuje skurcz, ulega korozji, jest słabszy niż kruszywo, jest
bardziej ścieralny, jest mniej mrozoodporny, jest drogi). Po rozsianiu próbki

zawartości pyłów f. Występują kategorie od f

1,5

(do 1,5% pyłów) do f

NR

(brak wymagania).

- 0,125 mm, tj. zawartość frakcji najdrobniejszych. Frakcje te decydują o

urabialności mieszanki betonowej (braku tendencji do rozsegregowania).
Przy za małej ilości frakcji najdrobniejszych zaczyn wycieka z betonu i na
powierzchniach pionowych tworzą się tzw. „raki”, a na powierzchniach
poziomych występuje nadmierne wydzielania wody (bleeding), co na
powierzchniach mechanicznie zacieranych może prowadzić do złuszczeń
powierzchni.

- 2 mm, tj. punkt piaskowy. Zalecany punkt piaskowy dla betonów wynosi

około 33%. Ważna jest stałość uziarnienia kruszywa, tj. stałość punktu
piaskowego. Bada się ją siejąc próbki z co najmniej 10 miejsc przez sito 2
mm. Rozrzut wyników nie może być większy niż

±10% wartości średniej,

w przeciwnym przypadku hałdę kruszywa należy przemieszać spycharką.
Przy dużych wahaniach punktu piaskowego występują duże rozrzuty
wytrzymałości betonu (ze względu na dużą wodożądność piasku).

- D

max

. Największe ziarno kruszywa w betonie nie powinno być większe

niż 1/3 najmniejszego wymiaru elementu, nie większe niż odległość
między prętami zbrojenia pomniejszona o 5 mm oraz nie większe niż
grubość otuliny prętów zbrojeniowych pomniejszona o 5 mm (zazwyczaj
ten ostatni warunek jest najostrzejszy).

Uziarnienie kruszywa można syntetycznie scharakteryzować wskaźnikiem
uziarnienia U:

U = n – 0,01

∑b

n

gdzie: n – ilość sit normowych użyta do przesiewu;

b

n

– przesiewy (procent ogólnej masy kruszywa, który przeszedł przez

dane sito).

Im grubsze kruszywo, tym większy wskaźnik uziarnienia.

b) Mrozoodporność kruszywa.

Norma PN-EN wprowadza kategorie mrozoodporności kruszywa F. Podają
one maksymalny dopuszczalny procentowy ubytek masy kruszywa poddane-
go cyklicznemu zamrażaniu i rozmrażaniu (kruszywo jednofrakcyjne,
nasycone wodą, 10 cykli zamrażania do –17,5

o

C i rozmrażania do +20

o

C).

Badanie może też być wykonywane z użyciem 1% roztworu NaCl lub
nasyconego roztworu mocznika. Wyróżnia się następujące kategorie
mrozoodporności: F

1

(1% ubytku masy), F

2

, F

4

, F

deklarowana

i F

NR

(brak

wymagań). Jeżeli beton będzie pracował w warunkach silnego zawilgocenia i

mrozu lub przy stosowaniu środków odladzających, należy przyjmować
kategorię F

2

. Gdy nasiąkliwość kruszywa nie przekracza 1%, może być ono

uznane za mrozoodporne (choć mogą być mrozoodporne również niektóre
kruszywa o większej nasiąkliwości). Najbardziej podatne na uszkodzenia
mrozowe są kruszywa drobnoporowate o średniej i dużej porowatości.
Kruszywa te często mają niską gęstość i podczas wibrowania wypływają w
zwiększonej ilości na powierzchnię betonu.

c) Reaktywność alkaliczno-krzemionkowa.

Wg PN-EN należy ją oceniać zgodnie z postanowieniami ważnymi w
miejscu zastosowania. W Polsce oznaczano reaktywność alkaliczną wg PN-
78/B-06714/34, to jest badano rozszerzalność beleczek 25 x 25 x 250 mm
wykonanych z badanego kruszywa i cementu o podwyższonej do 1,2%
zawartości alkalii, przechowywanych w warunkach wilgotnych. Kruszywo
uznaje się za reaktywne, gdy rozszerzalność beleczek przekracza 0,1%.
Reaktywne alkalicznie mogą być kruszywa zawierające ziarna porowatych
wapieni, zwłaszcza zawierających w porach bezpostaciową krzemionkę lub
minerały ilaste, piryty, opale, niektóre odmiany kwarcu (rogowiec).
Kruszywa niejednorodne petrograficznie (żwiry, piaski) zawsze mogą być
potencjalnie reaktywne – informacja na ten temat powinna być podana w
opisie złoża kruszywa. Warunkiem wystąpienia reaktywności alkalicznej jest
trwale podwyższona wilgotność betonu (reakcja biegnie najszybciej w
temperaturze około 40

o

C). Ujawnia się ona często w posadzkach betonowych

na gruncie bez właściwej izolacji przeciwwodnej oraz w nawierzchniach
parkingów i nawierzchniach drogowych. Łagodnym objawem reaktywności
jest powstawanie białawych wykwitów żelu krzemionkowego, powierzchnio-
we zarysowania w postaci „konturów mapowych” oraz lejkowate odpryski
na ziarnach kruszyw reaktywnych. Może również wystąpić pęcznienie
betonu w całej masie prowadzące do rozkruszenia betonu i zniszczenia
konstrukcji. Nie ma możliwości zatrzymania reakcji kruszywa z alkaliami
cementu, która już się rozpoczęła. Jednym ze sposobów uniknięcia
wystąpienia reaktywności alkalicznej jest stosowanie cementów
niskoalkalicznych (NA). Nasilenie reaktywności alkalicznej betonu w
konstrukcji bada się wg ASTM C 157 na beleczkach wyciętych z konstrukcji
i przechowywanych w 2-normalnym roztworze NaOH w temperaturze 40

o

C

przez 84 doby (ekspansja betonu nie powinna być większa niż 0,015%).

d) Kształt kruszywa grubego.

Badaniem wzorcowym oznaczania kształtu kruszywa jest badanie wskaźnika
płaskości Fl. Badanie polega na przesianiu kruszywa przez specjalnie
dobrany zestaw 13 sit, a następnie przesianiu tego samego kruszywa przez
zestaw sit prętowych, które zamiast oczek mają szczeliny o szerokości D/2.
Wskaźnik płaskości Fl jest równy stosunkowi całkowitej masy kruszywa
przechodzącej przez sita prętowe w stosunku do całkowitej masy przesiewów
z pierwszego siania. Norma przewiduje zakres wskaźników płaskości od Fl

≤

15% (Kategoria Fl

15

) do Fl > 50% (Kategoria Fl

deklarowana

) oraz „brak

wymagań” (Kategoria Fl

NR

).

Może być również oznaczony wskaźnik kształtu (Kategorie Sl od Sl

15

do

Sl

NR

). Wskaźnik kształtu oznacza się przy pomocy suwmiarki Schultza jako

stosunek długości ziarna do jego grubości. Za ziarna nieforemne (płaskie lub
igłowate) uznaje się ziarna o

>

E

L

3. Wskaźnik kształtu Sl jest równy

procentowej zawartości ziaren nieforemnych. Najlepsze do betonu są
kruszywa o ziarnach kubicznych, zbliżonych kształtem do kuli lub sześcianu.
Ziarna nieforemne w dużej ilości tworzą stos okruchowy kruszywa o małej
szczelności, dają beton trudny do zagęszczania, nasiąkliwy i o małej
wytrzymałości (wytrzymałość ziaren nieforemnych jest mniejsza, niż
kubicznych).

e) Zawartość muszli w kruszywie grubym.

Spośród różnych zanieczyszczeń obcych (szkło, cegły, obce kruszywa, drut
itp.) norma ogranicza tylko zawartość muszli (najostrzejsza kategoria SC

10

).

f) Zawartość zanieczyszczeń organicznych humusowych.

Nadmierna zawartość kwasów humusowych pochodzących z rozkładu
materii organicznej może występować w kruszywach długo hałdowanych (z
rozkładu liści i chwastów) lub w kruszywach wydobywanych z terenów
torfowisk lub spod warstwy ornej. Kwasy humusowe reagują z cementem
powodując opóźnienie procesu wiązania oraz obniżenie wytrzymałości
betonu. Dla oznaczenia zawartości humusu próbkę kruszywa zalewa się 3%
roztworem NaOH, który z kwasami humusowymi tworzy barwne sole
herbacianej barwy. Barwę roztworu znad kruszywa porównuje się z barwą
płynu wzorcowego przygotowanego wg recepty w normie (powinna być
jaśniejsza od wzorca).

g) Odporność na rozdrabnianie kruszywa grubego.

Bada się ją w bębnie Los Angeles (dodatek do bębna 11 kul stalowych o
średnicy 50 mm, badanie po 500 obrotach bębna). Wskaźnik Los Angeles
(LA) jest równy procentowej zawartości kruszywa, która przeszła przez sito
1,6 mm. Norma przewiduje kategorie od LA

15

do LA

NR

.

h) Odporność na ścieranie kruszywa grubego.

Bada się ją w bębnie mikro-Devala. Norma przewiduje kategorie od M

DE

10

do M

DE

NR.

6. WŁAŚCIWOŚCI TECHNOLOGICZNE KRUSZYW.

a) Gęstość nasypowa w stanie zagęszczonym.

Jest to stosunek masy kruszywa zagęszczonego w warunkach normowych
(przez ubicie znormalizowanym ubijakiem w warstwach nie grubszych niż
10 cm) do jego objętości zmierzonej w cylindrze miarowym:

V

m

n

=

ζ

b) Szczelność stosu okruchowego kruszywa S.

Jest to stosunek gęstości nasypowej kruszywa do gęstości (tzw. tablicowej).

ζ

ζ

n

S

=

Gęstość tablicową przyjmuje się równą:

- dla bazaltu 3 kg/l (3000 kg/m

3

);

- dla piasków kwarcowych, żwirów, pospółki, granitów i mieszanki

żwirowo-piaskowej 2,65 kg/l;

- dla wapieni 2,4 kg/l;
- dla cementu 3,1 kg/l.

W przypadku posiadania deklaracji zgodności lub certyfikatu złoża, celowe
jest przyjmowanie gęstości z tych dokumentów.

c) Wilgotność kruszywa.

Jest to stosunek masy wody zawartej w kruszywie (w porach kruszywa, na
jego powierzchni i w przestrzeni międzyziarnowej; bez wody
krystalizacyjnej) do suchej masy kruszywa. Oznacza się ją metodą
suszarkowo-wagową, susząc próbkę kruszywa do stałej masy w temperaturze

110

±5

o

C, lub przy pomocy wilgotnościomierzy elektronicznych do

kruszywa, wycechowanych na dany rodzaj kruszywa. Im drobniejsze
kruszywo, tym więcej wody może zatrzymać w przestrzeni międzyziarnowej
siłami napięcia powierzchniowego wody (i tym wyższą może mieć
wilgotność). Piaski nawilżone pęcznieją nawet do 30% (przy wilgotności
około 8%), co należy uwzględniać przy objętościowym dozowaniu kruszyw
drobnych do betoniarki.

d) Nasiąkliwość kruszywa grubego.

Nasiąkliwość kruszywa jest to maksymalna wilgotność, jaką może uzyskać
kruszywo przy pełnym nasyceniu wodą porów i pokryciu powierzchni
błonką wody. Nasiąkliwość decyduje o mrozoodporności kruszywa.

e) Wodożądność kruszywa.

Wodożądność jest to ilość wody (w kilogramach wody na kilogram
kruszywa), konieczna dla otulenia ziaren kruszywa lub cementu w celu
uzyskania odpowiedniej konsystencji (ciekłości) mieszanki betonowej.
Wodożądność zależy od:

- uziarnienia kruszywa (frakcje drobne są bardziej wodożądne);
- od konsystencji (dla uzyskania konsystencji bardziej ciekłych potrzeba

więcej wody ułatwiającej przesuwanie się ziaren kruszywa względem
siebie w mieszance betonowej;

- od gładkości powierzchni ziaren (dla szorstkich kruszyw łamanych

wodożądność jest o około 10% większa).

Wskaźniki wodne (wodożądność danej frakcji kruszywa dla określonej
konsystencji) są ztablicowane i podawane w podręcznikach technologii
betonu. Stosowane są tablice wg Sterna lub wg Bolomeya i przy wyliczaniu
wodożądności kruszywa można korzystać z dowolnych tablic pod
warunkiem, że wskaźniki wodne dla kruszywa i dla cementu będą przyjęte z
tej samej tablicy. Dobre wyniki dają tabele sporządzone wg doświadczeń
krajowych (np.: podane w książce Zygmunta Jamrożego „Beton i jego
technologie”, PWN, W-wa 2000, tabela 5.1.). Na przykład: dla konsystencji
plastycznej mieszanki betonowej, dla frakcji kruszywa 0/0,125 mm
wskaźnik wodny wynosi 0,239 kg wody/kg kruszywa, a dla frakcji 32/63
mm wynosi 0,013 (frakcja najdrobniejsza jest około 20-krotnie bardziej
wodożądna od frakcji najgrubszej kruszywa).

7. CHARAKTERYSTYKA NAJWAŻNIEJSZYCH KRUSZYW
ŁAMANYCH

a) Bazalt.

Wytrzymałość skały na ściskanie jest rzędu 200

÷ 300 MPa, a wytrzymałość

kruszywa umożliwia otrzymywanie betonów o wytrzymałości powyżej 50
MPa (około 1/3 wytrzymałości skały). Kruszywo jest barwy czarno-szarej
lub czarno-brunatnej, ostrokrawędziste, o gęstości 3000 kg/m

3

i

nasiąkliwości poniżej 1,2% (całkowicie mrozoodporne). Tylko niektóre
kamieniołomy uzyskują ziarna o kształcie kubicznym (najlepszy
kamieniołom – Gracze). Ze względu na lekko zasadowy charakter kruszywo
bazaltowe dobrze łączy się z asfaltem i stanowi podstawowe kruszywo do
mieszanek mineralno-asfaltowych drogowych. Kruszywo to może
wykazywać zgorzel słoneczną bazaltową, polegającą na tym, że w czasie od
kilku do kilkunastu miesięcy od wydobycia, na powierzchni ziaren mogą
pojawić się szaro-białe plamy w kształcie gwiazdy. Wokół plam tworzą się
promieniste, włoskowate spękania. Spada wytrzymałość i ziarna ulegają
rozpadowi. Przyspieszone badanie na obecność zgorzeli bazaltowej wg PN-
EN 1367-3 : 2002 polega na gotowaniu próbki kruszywa przez 36 godzin i
ocenę makroskopową lub zmierzenie procentowego ubytku masy wskutek
rozkruszenia ziaren.

b) Granit.

Wytrzymałość skały jest rzędu 100

÷ 200 MPa, a kruszywa około 1/3 tej

wartości. Powstające przy kruszeniu ziarna są zazwyczaj krępe. Jest to
kruszywo o najniższej nasiąkliwości (poniżej 0,5%). Kruszywo z
drobnoziarnistych granitów jest najlepszym kruszywem do betonu.

c) Wapienie zbite.

Są to skały bardzo zróżnicowane. Dobrej jakości kruszywo uzyskuje się z
wapieni o dużej gęstości (około 2700 kg/m

3

) i małej nasiąkliwości (poniżej

1%), np.: ze złoża Morawica. Na grysach wapiennych można uzyskiwać
betony klas do C 25/30. Kruszywo wapienne łączy się z chemicznie
zaczynem cementowym, dzięki czemu uzyskuje się betony bardziej szczelne
i wytrzymałe.

W o d a z a r o b o w a

Woda w mieszance betonowej jest potrzebna do hydratacji cementu (w

ilości około 24% masy cementu) oraz do upłynnienia mieszanki. Do betonu
nadaje się woda pitna nie zmineralizowana, spełniająca następujące wymagania:
- sucha pozostałość poniżej 1500 mg/l;
- zawartość siarczanów poniżej 600 mg/l;
- pH powyżej 4;
- zawartość cukrów poniżej 500 mg/l;
- zawartość chlorków poniżej 400 mg/l.